第6章固態(tài)傳感器-展示頁
2024-08-04 12:23本頁面
【正文】 a、 b兩根引線稱為控制電流端引線，其焊接處稱為控制電流極（或稱激勵(lì)電極）。 霍爾效應(yīng)和霍爾元件 dIBRUHH ??令 則 (61) (62) (63) HH RKd? HHU K IB?? RH為霍爾傳感器的霍爾常數(shù)，其大小由載流材料的物理性質(zhì)決定。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 ?它的應(yīng)用可以分為 直接應(yīng)用 和 間接應(yīng)用 兩類，前者包括測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度的各種磁場(chǎng)計(jì)，如地磁的測(cè)量、磁帶和磁盤信號(hào)的讀出、漏磁探傷、磁控設(shè)備等；后者是指利用磁場(chǎng)作為媒介來探測(cè)非磁信號(hào)，如無接觸開關(guān)、無觸點(diǎn)電位器等等。 ?本章主要對(duì)利用半導(dǎo)體技術(shù)制造的磁敏、濕敏等幾類固態(tài)傳感器的原理及相關(guān)特性進(jìn)行介紹。第 6章 固態(tài)傳感器 ?固態(tài)傳感器利用某些固體材料的機(jī)械、電、磁等的物性型變化來實(shí)現(xiàn)信息的直接測(cè)量。制造固態(tài)傳感器的固體材料以半導(dǎo)體材料 用得最多。 第 6章 固態(tài)傳感器 第 6章 固態(tài)傳感器 磁敏傳感器 濕敏傳感器 其他固態(tài)傳感器 霍爾式傳感器 其他磁敏傳感器 磁敏傳感器 磁敏傳感器 ?磁敏傳感器是把磁物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器，大多是基于載流子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)的機(jī)理實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)物理量的信號(hào)檢測(cè)。 霍爾式傳感器 霍爾效應(yīng)與霍爾元件 1 霍爾元件基本特性 2 霍爾式傳感器的應(yīng)用 3 霍爾效應(yīng)和霍爾元件 一塊長(zhǎng)為 l、寬為 b、厚為 d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的磁場(chǎng) (磁場(chǎng)方向垂直于薄片 )中，當(dāng)有電流 I流過時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) Un?；魻柺絺鞲衅魇怯苫魻栐M成?；魻栐撵`敏度不僅與元件材料的霍爾系數(shù)有關(guān)，還與霍爾元件的幾何尺寸有關(guān)， 一般要求霍爾元件靈敏度越大越好 。 c、 d兩根霍爾輸出引線，其焊接處稱為霍爾電極（要求歐姆接觸）。 輸出電阻指霍爾電極間的電阻值。以霍爾片允許最大溫升為限制所對(duì)應(yīng)的電流稱為最大允許激勵(lì)電流。 霍爾元件基本特性 不等位電勢(shì)的補(bǔ)償 產(chǎn)生不等位電勢(shì)的原因主要有：霍爾電極安裝位置不對(duì)稱或不在同一等電位面上。可以把霍爾元件等效為圖 65所示的電橋電路。 霍爾元件基本特性 常見的幾種補(bǔ)償電路如圖 66所示，其中圖 66（ c）相當(dāng)于在等效電橋的兩個(gè)橋臂上同時(shí)并聯(lián)電阻，調(diào)整比較方便。霍爾元件靈敏度系數(shù)與溫度的關(guān)系可寫成： ?KH0表示溫度 T0時(shí)的 KH值；△ T=TT0表示溫度變化值； α為霍爾元件靈敏度的溫度系數(shù) ?為了減小霍爾元件的溫度誤差，除選用溫度系數(shù)小的元件或采用恒溫措施外，還可以采用其他措施。I 乘積不變，抵消靈敏度系數(shù) KH因溫度增加的影響。 ?設(shè)在某一基準(zhǔn)溫度 T0時(shí)，恒流源輸出電流為 I，霍爾元件 的控制電流為 IH0，霍爾元件的內(nèi)阻為 R0，補(bǔ)償電阻 r0上流過的電流為 I0，根據(jù)上圖可得 恒流源供電 1 0000HrIIRr? ?0 0 0H H HU K I B? ? ? (67) (68) 霍爾元件基本特性 當(dāng)溫度上升△ T達(dá)到溫度 T時(shí)， 霍爾元件的內(nèi)阻為 R=R0(1+β△ T)， 補(bǔ)償電阻的阻值為 r=r0(1+δ△ T)， ?、 ?分別為霍爾元件內(nèi)阻、補(bǔ)償電阻的溫度系數(shù) HrIIRr? ?0 ( 1 )H H H H HU K I B K T I B?? ? ? ? ? ? ? ?(69) (610) 00rR? ? ?????對(duì)上式進(jìn)行整理，并忽略 (ΔT)2 項(xiàng)可得 (611) 霍爾元件基本特性 由于霍爾元件靈敏度溫度系數(shù) ?、補(bǔ)償電阻溫度系數(shù) ?比霍爾元件內(nèi)阻溫度系數(shù) ?小得多，即： ????， ????，于是式（ 6
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